DE102012221476A1 - Verfahren, systeme und geräte zum steuern des betriebs einer elektrischen maschine in einem übermodulationsbereich - Google Patents

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Abstract

Ausführungsformen der vorliegenden Veröffentlichung beziehen sich auf Verfahren, Systeme und Geräte für das Steuern des Betriebes einer elektrischen Maschine in einem vektorgesteuerten Motorantriebssystem, wenn die elektrische Maschine in einem Übermodulationsbereich arbeitet. Die veröffentlichten Ausführungsformen können Variationen/Fehler in den Phasen-Spannungsbefehlssignalen reduzieren, welche an der Mehrphasenmaschine angelegt sind, so dass der Phasenstrom in richtiger Weise geregelt werden kann, so dass damit Strom-/Drehmomentoszillation reduziert wird, was umgekehrt den Maschinenwirkungsgrad und die Leistungsfähigkeit ebenso wie das Benutzen der DC-Spannungsquelle verbessern kann.

Description

  • STELLUNGNAHME BEZÜGLICH VON DER REGIERUNG GEFÖRDERTER FORSCHUNG ODER ENTWICKLUNG
  • Die veröffentlichten Ausführungsformen wurden mit Unterstützung der Regierung unter GAF1-DPN-DE-FC26-07NT43123 ausgeführt, welche vom US-Department für Energie zugeteilt wurde. Die Regierung besitzt gewisse Rechte an dieser Anmeldung und an den Patenten, welche daraus abgeleitet werden.
  • TECHNISCHER BEREICH
  • Der technische Bereich bezieht sich im Allgemeinen auf Techniken für das Steuert eines Betriebs von Mehrphasensystemen, und, spezieller ausgedrückt, bezieht er sich auf Verfahren, Systeme und Geräte, um eine elektrische Mehrphasenmaschine zu steuern.
  • HINTERGRUND
  • Elektrische Maschinen werden in einer großen Vielfalt von Applikationen benutzt. Zum Beispiel beinhalten Hybride/Elektrische Fahrzeuge (HEVs) typischer Weise ein elektrisches Traktionsantriebssystem, welches einen elektrischen Wechselstrom-(AC-)Motor beinhaltet, welcher durch einen Leistungswandler mit einer Gleichstrom-(DC-)Leistungsquelle, wie zum Beispiel einer Speicherbatterie angetrieben wird. Motorwicklungen des elektrischen AC-Motors können an Wechselrichter-Untermodule eines Leistungswechselrichtermoduls (PIM) gekoppelt werden. Jedes Wechselrichter-Untermodul beinhaltet ein Paar von Schaltern, welche in einer komplementären Weise schalten, um eine schnelle Schaltfunktion durchzuführen, um die DC-Leistung in AC-Leistung zu wandeln. Diese AC-Leistung treibt den elektrischen AC-Motor, welcher umgekehrt eine Welle des HEV's Antriebsstranges antreibt. Einige traditionelle HEVs implementieren zwei Drei-Phasen-Pulsbreitenmodulierte-(PWM-)Wechselrichtermodule und zwei Drei-Phasen-AC-Maschinen (z. B. AC-Motore), wobei jeder durch einen der entsprechenden Drei-Phasen-Wechselrichtermodule angetrieben wird, an die es gekoppelt ist. In einigen Systemen werden Spannungsbefehlssignale an einem Pulsbreitenmodulations-(PWM-)Modul angelegt. Das PWM-Modul legt PWM-Wellenformen an den Phasenspannungsbefehlssignalen an, um die Pulsbreitenmodulation der Phasenspannungs-Befehlssignale zu steuern und um Schaltvektorsignale zu erzeugen, welche für das PWM-Wechselrichtermodul bereitgestellt werden.
  • Viele moderne Hochleistungs-AC-Motorantriebe benutzen das Prinzip der Feldorientierten Steuerung (FOC) oder „Vektor”-Steuerung, um den Betrieb des elektrischen AC-Motors zu steuern. Speziell wird die Vektor-Steuerung häufig bei variablen Frequenzantrieben benutzt, um das Drehmoment, welches an der Welle angelegt wird (um damit letztlich die Geschwindigkeit) eines elektrischen AC-Motors durch das Steuern des Stromes zu steuern, welcher dem elektrischen AC-Motor zugeführt wird. Kurzum, es werden Statorphasenströme gemessen und in einen entsprechenden komplexen Raumvektor gewandelt. Dieser Stromvektor wird dann in ein Koordinatensystem transformiert, welches mit dem Rotor des elektrischen AC-Motors umläuft.
  • In jüngster Zeit haben Forscher die Möglichkeit des Benutzens von Mehrphasenmaschinen bei verschiedenen Anwendungen, wobei elektrische Fahrzeuge beinhaltet sind, gesucht. Wie er hier benutzt wird, bezieht sich der Term „Mehrphasen” auf zwei oder mehr Phasen und kann benutzt werden, um sich auf elektrische Maschinen zu beziehen, welche zwei oder mehr Phasen besitzen. Eine elektrische Mehrphasenmaschine beinhaltet typischer Weise ein Mehrphasen-PWM-Wechselrichtermodul, welches eine oder mehrere Mehrphasen-AC-Maschine(n) antreibt. Ein Beispiel einer derartigen Mehrphasenmaschine ist eine Dreiphasen-AC-Maschine. In einem Dreiphasensystem, treibt ein Dreiphasen-PWM-Wechselrichtermodul eine oder mehrere Dreiphasen-AC-Maschine(n) an.
  • In derartigen Mehrphasensystemen werden Spannungsbefehlssignale an einem Pulsbreitenmodulations-(PWM-)Modul angelegt. Um die Pulsbreitenmodulation der Spannungsbefehlssignale zu steuern, legt das PWM-Modul PWM-Wellenformen an. Die PWM-Wellenformen, welche eine steuerbare Aussteuerung mit einer variablen PWM-Periode besitzen, werden an den Spannungsbefehlssignalen angelegt, um Schaltvektorsignale zu erzeugen, welche dem PWM-Wechselrichtermodul bereitgestellt werden. Ein Modulationsindex, welcher als eine normierte Grundreferenzspannung definiert ist, kann benutzt werden, um die Leistungsfähigkeit der PWM zu charakterisieren. Der Modulationsindex ist das Verhältnis der Spitzen-Grundphasenspannung (Vr) zu der maximal verfügbaren Spannung. In einem Dreiphasensystem können drei wichtige Modulationsbereiche bezüglich ihres Modulationsindexes definiert werden. Die Bereiche werden als ein linearer Modulationsbereich, ein erster Übermodulationsbereich und ein zweier Übermodulationsbereich definiert. Für eine Dreiphasenmaschine, welche in dem linearen Modulationsbereich arbeitet, liegt der Modulationsindex zwischen null und 0,9069, wie dies im Ausdruck (1A) wie folgt beschrieben wird:
    Figure 00030001
  • In ähnlicher Weise liegt für eine Fünfphasenmaschine der lineare Modulationsbereich des Modulationsindexes zwischen null und 0,9669, wie dies im Ausdruck (1B) wie folgt beschrieben wird:
    Figure 00040001
  • Für eine Dreiphasenmaschine, welche in dem ersten Übermodulationsbereich arbeitet, liegt der Modulationsindex zwischen 0,9069 und 0,9514, wie dies im Ausdruck (2A) wie folgt beschrieben wird:
    Figure 00040002
  • In ähnlicher Weise liegt für eine Fünfphasenmaschine, welche im ersten Übermodulationsbereich arbeitet, der Modulationsindex zwischen 0,9669 und 0,9832, wie dies im Ausdruck (2B) wie folgt beschrieben wird:
    Figure 00040003
  • Für eine Dreiphasenmaschine, welche in dem zweiten Übermodulationsbereich arbeitet, liegt der Modulationsindex zwischen 0,9514 und 1,0000, wie dies im Ausdruck (3A) wie folgt beschrieben wird: MI ∈ [0,9514, 1] (3A)
  • In ähnlicher Weise liegt für eine Fünfphasenmaschine, welche in dem zweiten Übermodulationsbereich betrieben wird, der Modulationsindex zwischen 0,9832 und 1,0000, wie dies im Ausdruck (3B) wie folgt beschrieben wird: MI ∈ [0,9832, 1] (3B)
  • Wenn die Mehrphasenmaschine bei einer mittleren bis zu einer hohen Geschwindigkeit arbeitet, wird dieser Betriebsmodus im Allgemeinen so bezeichnet, dass er entweder in einem ersten Übermodulationsbereich oder in einem zweiten Übermodulationsbereich liegt. Die Leistungsfähigkeit von Wechselrichtermodulen in dem zweiten Übermodulationsbereich könnte durch eine feste Grenze des Modulationsindexes auf weniger als 100% begrenzt sein. Als eine Folge sind die Statorspannungen, welche erzeugt werden können, geringer als 100% der maximal verfügbaren Spannung, und das maximale Drehmoment, welches erzeugt werden kann, ist deshalb auch geringer als 100%.
  • Um dieses Problem anzugehen, wurden Übermodulationsverfahren entwickelt, um die stationären Referenzrahmen-Spannungsbefehlssignale zu modifizieren. Jedoch können die bestehenden Verfahren, welche benutzt werden, um diese modifizierten Spannungsbefehlssignale zu erzeugen, eine Diskontinuität erzeugen, wenn das System in einem Übermoddulationsbereich arbeitet. Dies kann in dem stationären Referenzrahmen β-Achse-Spannungsbefehlssignal (Vβ**) gesehen werden und führt schließlich zu asymmetrischen Aussteuerungen für die Phasenspannungs-Befehlssignale (Vbs*, Vcs*) für die Phasen B und C. Als ein Ergebnis werden die falschen Phasenspannungen an die Phase B und C angelegt, was die Steuerung des Stromreglers und des Feldabschwächungskreises negativ beeinflusst. Wenn beispielsweise die falsche Phasenspannung an die Maschine angelegt ist, kann die Phasenspannung nicht richtig geregelt werden, was umgekehrt Strom-/Drehmomentoszillationen verursachen kann.
  • Es wäre wünschenswert, einen Mechanismus bereitzustellen, um sicherzustellen, dass die korrekten Phasenspannungen erzeugt werden und an eine Mehrphasenmaschine angelegt werden, um zu helfen, eine richtige Phasenstromregelung aufrechtzuerhalten, wenn sie in dem (den) Übermodulationsbereich(en) betrieben wird. Andere wünschenswerten Merkmale und Charakteristika der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung und den angehängten Ansprüchen ersichtlich, welche in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen und dem vorhergegangenen technischen Bereich und Hintergrund gegeben werden.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Ausführungsformen der vorliegenden Veröffentlichung beziehen sich auf Verfahren, Systeme und Geräte, um den Betrieb einer elektrischen Maschine in einem vektorgesteuerten Motorantriebssystem zu steuern, welches ein Wechselrichtermodul beinhaltet, welches die elektrische Maschine treibt, wenn die elektrische Maschine in einem Übermodulationsbereich arbeitet.
  • Entsprechend zu einigen der veröffentlichten Ausführungsformen wird ein Übermodulationsverfahren bereitgestellt, um eine elektrische Maschine zu steuern, wie z. B. eine elektrische Mehrphasenmaschine, welche in einem Übermodulationsbereich arbeitet. Wenn unmodifizierte Spannungsbefehlssignale empfangen werden, kann ein modifizierter Spannungswinkel erzeugt werden, ohne dass eine Sektoranzahl der unmodifizierten Spannungsbefehlssignale berechnet wird. Basierend auf dem modifizierten Spannungswinkel werden modifizierte Spannungsbefehlssignale erzeugt, welche benutzt werden können, wenn die elektrische Maschine in dem Übermodulationsbereich arbeitet.
  • Entsprechend zu einigen der anderen veröffentlichten Ausführungsformen wird ein Übermodulationsprozessor bereitgestellt, welcher konfiguriert ist, um modifizierte Spannungsbefehlssignale zu erzeugen, um eine elektrische Maschine zu steuern, wenn die elektrische Maschine in einem Übermodulationsbereich arbeitet. Der Übermodulationsprozessor weist eine Spannungswinkel-Berechnungsfunktion, eine Spannungswinkel-Modifikationseinheit und ein modifiziertes Spannungsbefehl-Erzeugungsmodul auf. Die Spannungswinkel-Berechnungsfunktion kann ein Paar von unmodifizierten Spannungsbefehlssignalen empfangen und einen Arcustangens eines Verhältnisses des Paares der unmodifizierten Spannungsbefehlssignale berechnen, um einen aktuellen Spannungswinkel zu erzeugen. Die Spannungswinkel-Modifikationseinheit kann basierend auf einem Haltewinkel einen modifizierten Spannungswinkel und den aktuellen Spannungswinkel erzeugen, ohne eine Sektoranzahl des Paares der unmodifizierten Spannungsbefehlssignale zu berechnen. Das modifizierte Spannungsbefehls-Erzeugungsmodul kann basierend auf dem modifizierten Spannungswinkel ein Paar von modifizierten Spannungsbefehlssignalen erzeugen.
  • Entsprechend zu einigen der anderen veröffentlichten Ausführungsformen wird ein vektorgesteuertes Motorantriebssystem bereitgestellt, um eine elektrische Maschine zu steuern. Das vektorgesteuerte Motorantriebssystem beinhaltet einen Übermodulationsprozessor und ein Spannungsbefehl-Auswahlmodul. Der Übermodulationsprozess empfängt unmodifizierte Spannungsbefehlssignale und einen Haltewinkel und benutzt diese Eingaben, um einen modifizierten Spannungswinkel zu erzeugen, ohne eine Sektoranzahl der unmodifizierten Spannungsbefehlssignale zu berechnen. Der Übermodulationsprozessor kann dann modifizierte Spannungsbefehlssignale basierend auf dem modifizierten Spannungswinkel erzeugen. Die modifizierten Spannungsbefehlssignale können benutzt werden, um die elektrische Maschine zu steuern, wenn das System in einem Übermodulationsbereich arbeitet. Abhängig von dem Wert des Haltewinkels kann das Spannungsbefehl-Auswahlmodul entweder die unmodifizierten Spannungsbefehlssignale oder die modifizierten Spannungsbefehlssignale ausgeben.
  • Die veröffentlichten Ausführungsformen können einen Mechanismus für das Erzeugen von Spannungsbefehlssignalen bereitstellen, so dass korrekte Phasenspannungsbefehlssignale erzeugt und schließlich an der elektrischen Maschine angelegt werden können. Der Mechanismus kann, um die Spannungsbefehlssignale zu erzeugen, Variationen/Fehler in den Phasenspannungsbefehlssignalen reduzieren, welche an der elektrischen Maschine angelegt sind, so dass der Phasenstrom in richtiger Weise geregelt werden kann, so dass damit Strom-/Drehmomentoszillation reduziert wird, was umgekehrt den Maschinenwirkungsgrad und die Leistungsfähigkeit sowie die Benutzung der DC- bzw. Gleichspannungsquelle verbessern kann.
  • BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Ausführungsformen der vorliegenden Veröffentlichung werden hier nachfolgend in Verbindung mit den folgenden gezeichneten Figuren beschrieben, wobei gleiche Bezugsziffern gleiche Elemente bezeichnen, und
  • 1A ist ein Blockdiagramm eines Beispiels eines vektorgesteuerten Motor-Antriebssystems entsprechend zu einigen der veröffentlichten Ausführungsformen.
  • 1B ist ein Blockdiagramm eines Teilbereichs eines Motorantriebssystems, welches ein Dreiphasen-Spannungsquelle-Wechselrichtermodul beinhaltet, welches an einen Dreiphasen-AC- bzw. -Wechselstrommotor angeschlossen ist.
  • 2A ist ein Blockdiagramm eines Beispiels eines Übermodulationsprozessors des vektorgesteuerten Motorantriebssystems der 1A entsprechend zu einigen der veröffentlichten Ausführungsformen.
  • 2B ist ein Blockdiagramm einer beispielhaften Implementierung eines modifizierten Spannungsbefehls-Erzeugungsmoduls entsprechend zu einigen der veröffentlichten Ausführungsformen.
  • 3 sind zwei Ausdrucke, welche die Beziehung zwischen einem aktuellen Spannungswinkel (α) und einem modifizierten Spannungswinkel (αp) entsprechend zu einigen der veröffentlichten Ausführungsformen zeigen.
  • 4 sind zwei Ausdrucke, welche Fehler in der Ausgabe von Sinus-Tabellen als eine Funktion des Winkels (in Grad) zeigen, wenn sich die Auflösung der Sinus-Tabellen von der 8-Bit-Auflösung zur 10-Bit-Auflösung entsprechend zu einigen der veröffentlichten Ausführungsformen ändert.
  • 5 zeigt einen Graphen eines stationären Referenzrahmen-β-Achse-Spannungsbefehlssignals (Vβ*) als eine Funktion der Zeit, welcher erzeugt wurde, indem eine herkömmliche Vorgehensweise benutzt wurde, und den sich ergebenden Einfluss auf die Aussteuer-Signale.
  • 6 zeigt einen Graphen eines modifizierten stationären Referenzrahmen-β-Achse-Spannungsbefehlssignals (Vβ**) als eine Funktion der Zeit, welcher erzeugt wurde, wenn die veröffentlichten Ausführungsformen angewendet werden, und den sich ergebenden Einfluss auf die Aussteuerungssignale.
  • 7 zeigt zwei Graphen, bei welchen das Ausgangsdrehmoment als eine Funktion des Spannungswinkels ausgedruckt ist.
  • 8 zeigt zwei Graphen, bei welchen der Wirkungsgrad (%) als eine Funktion des Spannungswinkels (Grade) ausgedruckt ist.
  • BESCHREIBUNG DER BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Wie es hier benutzt wird, bedeutet das Wort „beispielhaft” „als ein Beispiel, ein Umstand oder eine Darstellung dienend”. Folgende detaillierte Beschreibung ist nur von ihrer Art her beispielhaft und ist nicht beabsichtigt die Erfindung oder die Anwendung und das Gebrauchen der Erfindung zu begrenzen. Die hier als „beispielhaft” beschriebene Ausführungsform ist nicht notwendiger Weise als bevorzugt oder vorteilhaft gegenüber anderen Ausführungsformen zu interpretieren. Alle Ausführungsformen, welche in dieser detaillierten Beschreibung beschrieben werden, sind beispielhafte Ausführungsformen, welche geliefert werden, um Fachleute in die Lage zu versetzen, die Erfindung durchzuführen oder zu gebrauchen und nicht, um den Umfang der Erfindung zu begrenzen, welcher durch die Ansprüche definiert ist. Außerdem gibt es keine Absicht, an irgend eine ausgedrückte oder beinhaltete Theorie gebunden zu sein, welche in dem vorausgegangenen technischen Bereich, dem Hintergrund, der kurzen Zusammenfassung oder der folgenden detaillierten Beschreibung zitiert wird.
  • Bevor im Detail Ausführungsformen beschrieben werden, welche entsprechend der vorliegenden Erfindung sind, sollte beobachtet werden, dass die Ausführungsformen in erster Linie hier in Kombinationen der Verfahrungsschritte und der Gerätekomponenten angesiedelt sind, welche sich auf das Steuern des Betriebs eines Mehrphasensystems beziehen. Es wird gewürdigt werden, dass Ausführungsformen der hier beschriebenen Erfindung implementiert werden können, indem Hardware, Software oder eine Kombination davon benutzt wird. Die Steuerschaltungen, welche hier beschrieben sind, weisen verschiedene Komponenten, Module, Schaltungen und andere Logik auf, welche unter Benutzung einer Kombination von analogen/oder digitalen Schaltungen, diskreten oder integrierten, analogen oder digitalen elektronischen Schaltungen oder Kombinationen davon implementiert werden können. Wie er hier benutzt wird, bezieht sich der Term „Modul” auf eine Einrichtung, eine Schaltung, eine elektrische Komponente und/oder auf eine auf Software basierende Komponente für das Durchführen einer Aufgabe. In einigen Implementierungen können die hier beschriebenen Steuerschaltungen implementiert werden indem eine oder mehrere Anwendungsspezifische Schaltungen (ASICs), eine oder mehrere Mikroprozessoren und/oder einer oder mehrere Digitalsignalprozessor-(DSP-)basierte Schaltungen benutzt werden, wenn ein Teil oder die gesamte Steuerlogik in derartigen Schaltungen implementiert wird. Es wird gewürdigt werden, dass Ausführungsformen der hier beschriebenen Erfindung einen oder mehrere herkömmliche Prozessoren und einzigartig gespeicherte Programminstruktionen aufweisen können, welche einen oder mehrere Prozessoren steuern, um, in Verbindung mit bestimmten Nichtprozessorschaltungen einige, die meisten oder alle der Funktionen zum Steuern des Betriebs eines Mehrphasensystems, wie es hier beschrieben wird, zu implementieren. Demnach können diese Funktionen als Schritte eines Verfahrens interpretiert werden, um den Betrieb eines Mehrphasensystems zu steuern. Alternativ können einige oder alle Funktionen durch eine Zustandsmaschine implementiert werden, welche keine gespeicherten Programminstruktionen besitzt, oder in einer oder mehreren anwendungsspezifischen Schaltungen (ASICs), in welchem bzw. welchen jede Funktion oder einige Kombinationen von bestimmten Funktionen als maßgeschneiderte Logik implementiert sind. Natürlich kann eine Kombination der zwei Vorgehensweisen genutzt werden. Demnach werden hier Verfahren und Mittel für diese Funktionen beschrieben. Außerdem wird erwartet, dass ein Fachmann, welcher möglicherweise keine Anstrengung und viele Gestaltungsmöglichkeiten scheut, welche zum Beispiel durch verfügbare Zeit, aktuelle Technologie und ökonomische Betrachtungen motiviert sind, schließlich in der Lage sein wird, wenn er durch die Konzepte und Prinzipien geführt wird, welche hier veröffentlicht sind, derartige Softwareinstruktionen und Programme und ICs mit minimalem Experimentieren zu erzeugen.
  • Überblick
  • Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf Verfahren, Systeme und Geräte für das Steuern des Betriebes eines Mehrphasensystems, wenn die Mehrphasenmaschine in ihrem Übermodulationsbereich arbeitet. In einer beispielhaften Implementierung kann die Mehrphasenmaschine in Betriebsumgebungen, wie z. B. einem hybriden/elektrischen Fahrzeug (HEV), implementiert sein. In den beispielhaften Implementierungen, welche nun beschrieben werden, werden die Steuertechniken und Technologien beschrieben, wenn sie an einem Hybriden/Elektrischen Fahrzeug angewendet werden. Jedoch wird von Fachleuten gewürdigt werden, dass die gleichen oder ähnliche Techniken und Technologien im Kontext anderer Systeme angewendet werden können, in welchen es wünschenswert ist, den Betrieb eines Mehrphasensystems zu steuern, wenn die Mehrphasenmaschine in ihrem Übermodulationsbereich arbeitet. Diesbezüglich können alle der Konzepte, welche hier veröffentlicht sind, allgemein bei „Fahrzeugen” angewendet werden, und wie er hier benutzt wird, bezieht sich der Term „Fahrzeug” gleichermaßen auf einen nicht lebenden Transportmechanismus, welcher eine AC-Maschine besitzt. Zusätzlich ist der Term „Fahrzeug” nicht durch eine spezielle Antriebstechnologie wie zum Beispiel Benzin oder Dieselkraftstoff begrenzt. Vielmehr beinhalten Fahrzeuge auch Hybridfahrzeuge, elektrische Batterie- bzw. Akku-Fahrzeuge, Wasserstofffahrzeuge und Fahrzeuge, welche betrieben werden, indem sie verschiedene andere alternative Kraftstoffe benutzen.
  • Wie er hier benutzt wird, bezieht sich der Term „Wechselstrom-AC-Maschine” im Allgemeinen auf „eine Einrichtung oder ein Gerät, welches elektrische Energie in mechanische Energie oder umgekehrt wandelt. AC-Maschinen können allgemein in synchrone AC-Maschinen und asynchrone AC-Maschinen kategorisiert werden. Synchrone AC-Maschinen können Permanentmagnetmaschinen und Reluktanz- bzw. magnetische Maschinen beinhalten. Permanentmagnetmaschinen beinhalten in der Oberfläche befestigte Permanentmagnetmaschinen (SMPMMs) und innere Permanentmagnetmaschinen (IPMMs). Asynchrone AC-Maschinen beinhalten Induktionsmaschinen. Obwohl eine AC-Maschine ein AC-Motor sein kann (z. B. ein Gerät, welches benutzt wird, um elektrische AC-Energieleistung an seinem Eingang zu wandeln, um mechanische Energie oder Leistung herzustellen), ist eine AC-Maschine nicht darauf begrenzt, ein AC-Motor zu sein, sondern kann auch Generatoren umfassen, welche benutzt werden, um mechanische Energie oder Leistung an seinem primären Bewegungsglied in elektrische AC-Energie oder Leistung an seinem Ausgang zu wandeln. Jede der Maschinen kann ein AC-Motor oder AC-Generator sein. Ein AC-Motor ist ein elektrischer Motor, welcher durch einen Wechselstrom angetrieben wird. Bei einigen Implementierungen beinhaltet ein AC-Motor einen außenseitigen stationären Stator, welcher Spulen besitzt, welche mit Wechselstrom beliefert werden, um ein sich drehendes Magnetfeld herzustellen, und einen innenseitigen Rotor, welcher an der Ausgangswelle befestigt ist, welchem ein Drehmoment durch das sich drehende Feld gegeben wird. Abhängig von der Art des benutzten Rotors, können AC-Motoren als synchron oder asynchron klassifiziert werden.
  • 1A ist ein Blockdiagramm eines Beispiels eines Vektorgesteuerten Motorantriebssystems 100 entsprechend den veröffentlichten Ausführungsformen. Das System 100 steuert eine Dreiphasen-AC-Maschine 120 über ein Dreiphasen-Pulsbreitenmoduliertes-(PWM)-Wechselrichtermodul 110, welches an die Dreiphasen-AC-Maschine 120 gekoppelt ist, sodass die Fünfphasen-AC-Maschine 120 effizient eine DC-Eingangsspannung (Vdc) nutzen kann, welche von dem Dreiphasen-PWM-Wechselmodul 110 durch Einstellen von Strombefehlen geliefert wird, welche die Dreiphasen-AC-Maschine 120 steuern. In einer speziellen Implementierung kann das Vektorgesteuerte Motorantriebssystem 100 benutzt werden, um das Drehmoment in einem HEV zu steuern.
  • In der folgenden Beschreibung einer speziellen nicht eingrenzenden Implementierung wird die Dreiphasen-AC-Maschine 120 als ein Dreiphasen-AC-angetriebener Motor 120 beschrieben und, spezieller ausgedrückt, als ein Dreiphasiger, Synchroner Permanentmagnet-AC-angetriebener Motor (oder weiter gefasst als ein Motor 120); jedoch sollte gewürdigt werden, dass die dargestellte Ausführungsform nur ein nicht eingrenzendes Beispiel der Arten von AC-Maschinen ist, in denen die veröffentlichten Ausführungsformen angewendet werden können, und außerdem, dass die veröffentlichten Ausführungsformen an jedem Typ von Mehrphasen-AC-Maschine angewendet werden können, welcher wenigere oder mehr Phasen beinhaltet.
  • Der Dreiphasen-AC-Motor 120 ist an das Dreiphasen-PWM-Wechselrichtermodul 110 über drei Wechselrichter-Pole gekoppelt und erzeugt mechanische Leistung (Drehmoment X Geschwindigkeit), basierend auf dreiphasigen, sinusförmigen Stromsignalen, welche von dem PWM-Wechselrichtermodul 110 empfangen werden. Bei einigen Implementierungen wird die Winkelposition 121 eines Rotors (θr) des Dreiphasen-AC-Motors 120 oder die „Welle-Position” gemessen, indem ein Positionssensor (nicht dargestellt) benutzt wird und bei anderen Implementierungen kann die Winkelposition 121 eines Rotors (θr) des Dreiphasen-AC-Motors 120 geschätzt werden, ohne einen Positionssensor zu nutzen, indem sensorlose Positions-Schätztechniken benutzt werden.
  • Vor dem Beschreiben der Betriebsdetails des Systems 100 wird eine detailliertere Beschreibung einer beispielhaften Implementierung des Dreiphasen-Spannungsquellen-Wechselrichters 110 geliefert (wobei beinhaltet ist, wie dieser an dem Dreiphasen-AC-Motor 120 angeschlossen ist) mit Bezug auf 1B.
  • 1B ist ein Blockdiagramm eines Teilbereichs eines Motorantriebssystems, welches einen Dreiphasen-Spannungsquelle-Wechselrichter 110 beinhaltet, welcher an einen Dreiphasen-AC-Motor 120 angeschlossen ist. Es sollte beachtet werden, dass der Dreiphasen-Spannungsquelle-Wechselrichter 110 und der Dreiphasen-Motor 120 in 1A nicht auf diese Implementierung beschränkt sind; vielmehr ist 1B nur ein Beispiel, wie der Dreiphasen-Spannungsquelle-Wechselrichter 110 und der Dreiphasen-Motor 120 in 1A in einer speziellen Ausführungsform implementiert werden können.
  • Wie in 1B dargestellt wird, besitzt der Dreiphasen-AC-Motor 120 drei Stator- oder Motorwicklungen 120A, 120B, 120C, welche an die Motoranschlüsse A, B, C angeschlossen sind und das Dreiphasen-PWM-Wechsechselrichtermodul 110 beinhaltet einen Kondensator (nicht gezeigt) und drei Wechselrichteruntermodule 115, 117, 119. In dieser speziellen Ausführungsform ist in Phase A das Wechselrichteruntermodul 115 an die Motorwicklung 120A gekoppelt, in Phase B das Wechselrichteruntermodul 117 an die Motorwicklung 120B gekoppelt, in Phase C das Wechselrichteruntermodul 119 an die Motorwicklung 120C gekoppelt. Der Strom in die Motorwicklung A 120a fließt aus den Motorwicklungen B–C 120b–120c, der Strom in die Motorwicklung B 120B fließt aus den Motorwicklungen A und C, 120a, 120c, und der Strom in die Motorwicklung C 120c fließt aus den Motorwicklungen A und B, 120a, 120b.
  • Die resultierenden Phasen- oder Stator-Ströme (Ia–Ic) 122, 123, 124 fließen durch die jeweiligen Statorwicklungen 120a–c. Die Phase für die Neutralspannungen über jede der Statorwicklungen 120a–120c werden jeweils als VAN, VBN, VCN bezeichnet, mit den rückelektromotrischen Kraft-(EMF)-Spannungen, welche in jeder der Statorwicklungen 120a–120c jeweils erzeugt werden, welche als die Spannungen Ea, Eb, Ec gezeigt werden, welche durch ideale Spannungsquellen hergestellt werden, wobei jede davon jeweils in Reihe verbunden mit den Stator Wicklungen 120a–120c gezeigt wird. Wie gut bekannt ist, sind diese Rück-EMF-Spannungen Ea, Eb, Ec die Spannungen, welche in den jeweiligen Statorwicklungen 120a–120c durch Drehen des Permanentmagnet-Rotors induziert werden. Obwohl nicht gezeigt, ist der Motor 120 an eine Antriebswelle gekoppelt.
  • Der Wechselrichter 110 beinhaltet einen Kondensator 170, ein erstes Wechselrichteruntermodul 115, welches einen dualen Schalter 182/183, 184/185 aufweist, ein zweites Wechselrichteruntermodul 117, welches einen dualen Schalter 186/187, 188/189 aufweist, ein drittes Wechselrichteruntermodul 119, welches einen dualen Schalter 190/191, 192/193 aufweist. Demnach besitzt der Wechselrichter 110 sechs feste steuerbare Schalteinrichtungen 182, 184, 186, 188, 190, 192 und sechs Dioden 183, 185, 187, 189, 191, 193 um in richtiger Weise die Verbundspannung (VDC) zu schalten und eine Dreiphasen-Energieversorgung der Statorwicklungen 120a, 120b, 120c des Dreiphasen-AC-Motors 120 zu liefern.
  • Ein Regelkreis-Motor-Steuerglied 108 kann Motor-Befehlssignale und Motor-Betriebssignale von dem Motor 120 empfangen, und kann Steuersignale 109 für das Steuern des Schaltens der Festkörper-Schalteinrichtungen 182, 184, 186, 188, 190, 192 innerhalb der Wechselrichter-Untermodule 115, 117, 119 erzeugen. Durch das Liefern geeigneter Steuersignale 109-1 ... 109-3 an die einzelnen Wechselrichter-Untermodule 115, 117, 119 steuert das Regelkreis-Motor-Steuerglied 108 das Schalten der Festkörperschalteinrichtungen 182, 184, 186, 188, 190, 192 innerhalb der Wechselrichteruntermodule 115, 117, 119 und damit das Steuern der Ausgangssignale der Wechselrichteruntermodule 115, 117, 119, welche jeweils an die Motorwicklungen 120a, 120b, 120c geliefert werden. Die resultierenden Statorströme (Ia ... Ic) 122–124, welche durch die Wechselrichteruntermodule 115, 117, 119 des Dreiphasen-Wechselrichtermoduls 110 erzeugt werden, werden an die Motorwicklungen 120a, 120b, 120c geliefert. Die Spannungen wie VAN, VBN, VCN und die Spannung am Knoten N (120D) fluktuieren über die Zeit hinweg, abhängig von den offenen/geschlossenen Zuständen der Schalter 182, 184, 186, 188, 190, 192 in den Wechselrichter-Untermodulen 115, 117, 119 des Wechselrichters 110, wie nachfolgend beschrieben wird.
  • Wieder mit Bezug auf 1A beinhaltet das Vektor-Steuer-Motorantriebssystem 100 ein Drehmoment-zu-Strom-Umsetzungsmodul 140, ein synchrones(SYNC.)-Rahmen-Strom-Regelmodul 170, ein Synchron-zu-Stationär(SYNC.-TO-STAT.)-Transformationsmodul 176, einen Übermodulationsprozessor 182, einen αβ-Referenzrahmen-zu-abc-Referenzrahmen(αβ-to-abc)-Transformationsmodul 106, ein Pulsbreitenmodulations-(PWM-)Modul 108, einen Dreiphasen-PWM-Wechselrichter 110, ein abc-Referenzrahmen-zu-αβ-Referenz-rahmen(abc-to-αβ)-Transformationsmodul 127 und ein Stationär-zu-Synchron-(STAT.-TO-SYNC.)-Transformationsmodul 130.
  • Das Drehmmoment-zu-Strom-Umsetzungsmodul 140 empfängt ein Drehmomentsignal (Te*) 136, die Winkeldrehgeschwindigkeit (ωr) 138 der Welle, welche basierend auf der Ableitung des Rotor-/Wellen-Positionsausgangssignals (θr) 121 erzeugt wird, und die DC-Eingangs-spannung (VDC) 139 als Eingangssignale, zusammen mit möglicher Weise einer Vielzahl von anderen Systemparametern, abhängig von der Implementierung. Das Drehmoment-zu-Strom-Umsetzungsmodul 140 benutzt diese Eingangssignale, um einen d-Achse-Strombefehl (Id*) 142 und einen q-Achse-Strombefehl (Iq*) 144 zu erzeugen, welche den Motor 120 veranlassen, das befohlene Drehmoment (Te*) bei der Geschwindigkeit (ωr) 138 zu erzeugen. Im Einzelnen benutzt das Drehmoment-zu-Strom-Umsetzungsmodul 140 die Eingangssignale, um das Drehmomentbefehlssignal (Te*) 136 in ein d-Achse-Strom-Befehlssignal (Id*) 142 und ein q-Achsen-Strom-Befehlssignal (Iq*) 144 abzubilden. Die Synchronen-Referenzrahmen-d-Achse und q-Achse-Strom-Befehlssignale (Id*, Iq*) 142, 144 sind DC-Befehle, welche einen konstanten Wert als eine Funktion der Zeit besitzen.
  • Das abc-zu-αβ-Transformationsmodul 127 empfängt die gemessenen Dreiphasen-Stationär-Refenzrahmen-Rückkopplungs-Statorströme (Ia ... Ic) 122–124, welche von dem Motor 120 rückgekoppelt wurden. Das abc-zu-αβ-Transformationsmodul 127 nutzt diese Dreiphasen-Stationär-Referenzrahmen-Rückkopplungs-Statorströme 122–124, um eine abc-Referenz-Rahmen-zu-αβ-Referenzrahmen-Transformation durchzuführen, um die Dreiphasen-Stationär-Referenzrahmen-Rückkopplungs-Statorströme 122–124 in stationäre Referenzrahmen-Rückkopplungs-Statorströme (Iα, Iβ) 128, 129 umzuwandeln. Die abc-zu-αβ-Transformation ist in der Fachwelt gut bekannt und wird der Kürze wegen nicht im Detail beschrieben.
  • Das Stationär-zu-synchron-Transformationsmodul 130 empfängt die stationären Referenzrahmen-Rückkopplungsstatorströme (Iα, Iβ) 128, 129 und die Rotorwinkelposition (θr) 121 und erzeugt (z. B. bearbeitet oder wandelt) diese stationären Referenzrahmen-Rückkopplungs-Statorströme (Iα, Iβ) 128, 129, um ein synchrones Referenzrahmen-d-Achse-Stromsignal (Id) 132 und ein synchrones Referenzrahmen-q-Achse-Stromsignal (Iq) 134 zu erzeugen. Der Prozess der Stationär-zu-synchron-Wandlung ist in der Fachwelt gut bekannt und wird der Kürze wegen nicht im Detail beschrieben.
  • Das synchrone Rahmen-Strom-Regelmodul 170 empfängt das synchrone Referenzrahmen-d-Achse-Stromsignal (Id) 132, das synchrone Referenz-Rahmen-q-Achse-Stromsignal (Iq) 134, den d-Achse-Strombefehl (Id*) 142 und den q-Achse-Strombefehl (Iq*) 144 und benutzt diese Signale, um ein synchrones Referenz-Rahmen-d-Achse-Spannungsbefehlssignal (Vd*) 172 und ein synchrones Referenzrahmen-q-Achse-Spannungsbefehlssignal (Vq*) 174 zu erzeugen. Die synchronen Referenzrahmen-Spannungsbefehlssignale (Vd*, Vq*) 172, 174 sind DC-Befehle, welche einen konstanten Wert als eine Funktion der Zeit für den stationären Betrieb besitzen. Der Prozess der Strom-zu-Spannung-Wandlung kann als ein Proportional-Integral-(PI-)Steuerglied implementiert werden, welches in der Fachwelt bekannt ist, und wird der Kürze wegen nicht im Detail beschrieben. Da die Strombefehle DC-Signale in dem synchronen Referenzrahmen sind, sind sie im Vergleich zu AC-stationären Referenzrahmen-Strombefehlen leichter zu regeln.
  • Das Synchron-zu-stationär-Transformationsmodul 176 empfangt das Synchron-Referenzrahmen-d-Achse-Spannungsbefehlssignal (Vd*) 172 und das Synchron-Referenzrahmen-q-Achse-Spannungsbefehlssignal (Vq*) 174 als Eingangssignale zusammen mit dem Rotor-Positions-Ausgangssignal (θr) 121 und führt eine dq-zu-αβ-Transformation aus, um ein α-Achse-Stationär-Referenzrahmen-Spannungsbefehlssignal (Vα*) 178 und ein β-Achse-Stationär-Referenzrahmen-Spannungsbefehlssignal (Vβ*) 180 zu erzeugen. Die stationären Referenzrahmen-α-Achse- und -β-Achse-Spannungsbefehlssignale (Vα*, Vβ*) 178, 180 sind in dem stationären Referenzrahmen, und deshalb besitzen sie Werte, welche als eine Sinuswelle als Funktion der Zeit variieren. Der Prozess der Synchron-zu-stationär-Wandlung ist in der Fachwelt gut bekannt und wird der Kürze wegen nicht im Detail beschrieben.
  • Entsprechend zu den veröffentlichten Ausführungsformen empfängt der Übermodulationsprozessor 182 die stationären Referenzrahmen-α-Achse- und -β-Achse-Spannungsbefehlssignale (Vα*, Vβ*) 178, 180 und einen Haltewinkel (αh) 181 und gibt entweder die stationären Referenzrahmen-α-Achse- und -β-Achse-Spannungsbefehlssignale (Vα*, Vβ*) 178, 180 oder modifizierte stationäre Referenzrahmen-α-Achse- und -β-Achse-Spannungsbefehlssignale (Vα**, Vβ**) 184, 186 aus, abhängig von dem Wert des Haltewinkels (αh) 181.
  • Um es weiter zu erklären, wenn das System 100 in einem linearen Bereich arbeitet, leitet der Übermodulationsprozessor 182 die stationären Referenzrahmen-α-Achse- und -β-Achse-Spannungsbefehlssignale (Vα*, Vβ*) 178, 180 an das αβ-zu-abc-Transformationsmodul 106 weiter, ohne sie zu modifizieren.
  • Wenn das System 100 jedoch in einem Übermodulationsbereich arbeitet, bearbeitet der Übermodulationsprozessor 182 diese Spannungsbefehlssignale 178, 180 weiter, um modifizierte stationäre Referenzrahmen-α-Achse- und -β-Achse-Spannungsbefehlssignale (Vα**, Vβ**) 184, 186 zu erzeugen, welche optimiert sind, so dass Ausgangsspannungssignale, welche durch das Wechselrichtermodul 110 erzeugt sind, durch Übermodulation erhöht werden können. Die modifizierten Spannungsbefehlssignale (Vα**, Vβ**) 184, 186 können benutzt werden, um die elektrische Maschine zu steuern, wenn das System 100 in einem Übermodulationsbereich arbeitet. Die Übermodulation wird benutzt, um die Spannungsbefehle zu optimieren, welche das Dreiphasen-PWM-gesteuerte Wechselrichtermodul 110 steuern, um die Wechselrichter-Ausgangsspannung zu erhöhen, welche für die Dreiphasenmaschine 120 bereitgestellt wird. Durch das Erhöhen der Wechselrichterausgangsspannung durch Übermodulation kann das maximal erzielbare mechanische Drehmoment, welches durch die Dreiphasenmaschine 120 erzeugt wird, verbessert/erhöht werden, was umgekehrt den Maschinenwirkungsgrad verbessern/erhöhen kann und die dynamische Leistungsfähigkeit der Dreiphasenmaschine verbessern kann. Darüber hinaus kann dies auch den Modulationsindex (MI) erhöhen, was es gestattet, dass das Benutzen der Batteriespannung (Vdc) verbessert wird. Wie es hier benutzt wird, ist der ”Modulationsindex (MI)”, welcher als eine normierte Grundreferenzspannung definiert werden kann, das Verhältnis der Spitzengrundphasenspannung (Vr) zu der maximal erzielbaren Spannung. Der MI kann benutzt werden, um die Leistungsfähigkeit der PWM zu charakterisieren. Der MI kann über den Ausdruck (4) definiert werden:
    Figure 00210001
    wobei
    Figure 00210002
    in welchem Vd* und Vq* das d-Achse-Spannungsbefehlssignal (Vd*) 127 und das q-Achse-Spannungsbefehlssignal (Vq*) 174 ist, welche durch das Stromsteuerglied 170 ausgegeben werden. Der Bereich des Modulationsindexes ist von 0 bis 1.
  • Weitere Details bezüglich des Betriebes des Übermodulationsprozessors 182 werden später unten mit Bezug auf 2A und 2B beschrieben.
  • Noch in Bezug auf 1A, das αβ-zu-abc-Transformationsmodul 106 empfängt die Stationär-Referenzrahmen-Spannungsbefehlssignale (Vα*, Vβ*) 178, 180 oder die modifizierten Stationären-Referenzrahmen-α-Achse- und -β-Achse-Spannungsbefehlssignale (Vα**, Vβ**) 184, 186, und basierend auf diesen Signalen erzeugt es Stationäre-Referenzrahmen-Spannungsbefehlssignale (Vas* ... Vcs*) 107 (auch als ”Phasenspannungsbefehlssignale” bezeichnet), welche an das PWM-Modul 108 gesendet werden. Die αβ-zu-abc-Transformation ist in der Fachwelt gut bekannt und wird der Kürze wegen nicht im Detail beschrieben.
  • Das Dreiphasen-PWM-Wechselrichtermodul 110 ist an das PWM-Modul 108 gekoppelt. Das PWM-Modul 108 wird für die Steuerung der Pulsbreitenmodulation (PWM) der Phasenspannungssignale (Vas* ... Vcs*) 107 benutzt. Die Schaltvektorsignale (Sa ... Sc) 109 werden basierend auf den Aussteuerungs-Wellenformen erzeugt, welche nicht in 1A dargestellt sind, sie werden jedoch stattdessen intern bei dem PWM-Modul 108 erzeugt, um eine spezielle Aussteuerung während jeder PWM-Periode zu besitzen. Das PWM-Modul 108 modifiziert die Phasenspannungsbefehlssignale (Vas* ... Vcs*) 107 basierend auf den Aussteuerungs-Wellenformen (nicht dargestellt in 1A), um Schaltvektorsignale (Sa ... Sc) 109 zu erzeugen, welche sie dem Dreiphasen-PWM-Wechselrichtermodul 110 bereitstellt. Der spezielle Modulationsalgorithmus, welcher in dem PWM-Modul 108 implementiert ist, kann irgendein bekannter Modulationsalgorithmus sein, wobei Raumvektor-Pulsbreitenmodulations-(SVPWM-)Techniken beinhaltet sind, um eine Pulsbreitenmodulation (PWM) zu steuern, um Wechselstrom-(AC-)Wellenformen zu erzeugen, welche die über Dreiphasen-AC versorgte Maschine 120 bei verschiedenen Geschwindigkeiten, basierend auf dem DC-Eingangssignal 139, antreiben.
  • Die Schaltvektorsignale (Sa ... Sc) 109 steuern die Schaltzustände der Schalter im PWM-Wechselrichter 110, um Dreiphasenspannungsbefehle bei jeder Phase A, B, C zu erzeugen. Die Schaltvektorsignale (Sa ... Sc) 109 sind PWM-Wellenformen, welche eine spezielle Aussteuerung während jeder PWM-Periode besitzen, welche durch die Aussteuerungs-Wellenformen bestimmt ist, welche intern bei dem PWM-Modul 108 erzeugt sind. Das Dreiphasen-Spannungsquelle-Wechselrichtermodul 110 muss so gesteuert werden, dass zu keiner Zeit beide Schalter in dem gleichen Wechselrichter-Untermodul 115, 117, 119 (1B) oder ”Zweig” eingeschaltet sind, um zu verhindern, dass die DC-Lieferung kurzgeschlossen wird. Demnach werden die Schalter in dem gleichen Wechselrichter-Untermodul 115, 117, 119 (1B) so betrieben, dass, wenn einer aus ist, der andere ein ist und umgekehrt. Um dies weiter zu erklären, ist in einer gegebenen Phase (A ... C) zu irgendeiner speziellen Zeit einer der Schalter aus und der andere der Schalter ist ein (d. h. die zwei Schalter in einem speziellen Wechselrichter-Untermodul müssen entgegengesetzte Ein/Aus-Zustände besitzen). Als ein Beispiel mit Bezug auf Phase A, wenn der Schalter 182 ein ist, ist der Schalter 184 aus, und umgekehrt. Demnach kann für ein spezielles Wechselrichter-Untermodul der Ein/Aus-Status der zwei Schalter in diesem Wechselrichter-Untermodul als eine binäre 1 oder eine binäre 0 repräsentiert werden. Wenn beispielsweise der obere Schalter in einer gegebenen Phase ein ist (und der untere Schalter aus ist), wird der Wert eines Bits eins (1) sein, und wenn der untere Schalter in einer gegebenen Phase ein ist (und der obere Schalter aus ist), wird der Wert eines Bits null (0) sein.
  • Das Dreiphase-PWM-Wechselrichtermodul 110 empfängt die DC-Eingangsspannung (Vdc) und die Schaltvektorsignale (Sa ... Sc) 109 und benutzt sie, um Dreiphasen-Wechselstrom-(AC-)Spannungssignal-Wellenformen an Wechselrichterpolen zu erzeugen, welche die Dreiphasen-AC-Maschine 120 bei variierenden Geschwindigkeiten (ωr) 138 treiben.
  • Die Dreiphasenmaschine 120 empfängt die Dreiphasen-Spannungssignale, welche durch den PWM-Wechselrichter 110 erzeugt sind, und erzeugt ein Motorausgangssignal bei dem befohlenen Drehmoment Te* 136. In einer speziellen Implementierung weist die Maschine 120 einen Dreiphasen-inneren-Permanentmagnet-Synchronmotor (IPMSM) 120 auf, jedoch können die veröffentlichten Ausführungsformen irgendeine Mehrphasen-AC-Maschine sein, welche irgendeine Anzahl von Phasen besitzt.
  • Obwohl nicht in 1A dargestellt, kann das System 100 auch ein Getriebe beinhalten, welches an eine Welle der Dreiphasen-AC-Maschine 120 gekoppelt ist und getrieben wird. Die gemessenen Rückkopplungs-Statorströme (Ia–Ic) 122–124 werden erfasst, abgetastet und an das abc-zu-αβ-Transformationsmodul 127 geliefert, wie oben beschrieben.
  • Eine Ausführungsform des Übermodulations-Vorprozessors 182 wird nun mit Bezug auf 2A beschrieben. Der Übermodulations-Vorprozessor 182 kann die Variationen/Fehler in der Phasenspannung reduzieren, welche an der Mehrphasenmaschine angelegt ist, so dass der Phasenstrom in richtiger Weise geregelt werden kann, wodurch die Strom-/Drehmomentoszillation reduziert wird, was umgekehrt den Maschinenwirkungsgrad und die Leistungsfähigkeit sowie wie das Benutzen der DC-Spannungsquelle verbessern kann.
  • 2A ist ein Blockdiagramm eines Beispiels eines Übermodulationsprozessors 182 des vektorgesteuerten Motorantriebssystems 100 der 1 entsprechend zu einigen der veröffentlichten Ausführungsformen.
  • Der Übermodulationsprozessor 182 beinhaltet einen ersten Multiplexer 250, ein Spannungsbefehl-Auswahlmodul 253, ein Demultiplexer-Modul 272 und einen Spannungsbefehl-Modifikationsmodul (VCMM) 280.
  • Das Spannungsbefehl-Modifikationsmodul (VCMM) 280 beinhaltet eine Spannungswinkel-Berechnungsfunktion 202, eine Spannungswinkel-Modifikationseinheit 204, ein modifiziertes Spannungsbefehl-Erzeugungsmodul 290 und einen zweiten Multiplexer 234.
  • Die Spannungswinkel-Berechnungsfunktion 202 empfängt ”unmodifizierte” Stationär-Referenzrahmen-α-Achse- und -β-Achse-Spannungsbefehlssignale (Vα*, Vβ*) 178, 180 und berechnet eine Arcustangens-Funktion (über den Ausdruck (5)), um den Arcustangens des Verhältnisses des Paares von Stationär-Referenzrahmen-α-Achse- und -β-Achse-Spannungsbefehlssignalen (Vα*, Vβ*) 178, 180 zu berechnen, um einen aktuellen Spannungswinkel (α) 203 zu berechnen.
  • Figure 00250001
  • Der aktuelle Spannungswinkel (α) 203 kann auch als der Winkel (α) des Referenzspannungsvektors bezeichnet werden. Die Spannungswinkel-Modifiziereinheit (204) empfängt den aktuellen Spannungswinkel (α) 203 und den Haltewinkel (αh) 181 und erzeugt einen modifizierten Spannungswinkel (αp) 205 basierend auf Gleichung (6) wie folgt:
    Figure 00250002
    wobei n die Anzahl der Phasen ist. Der modifizierte Spannungswinkel (αp) 205 kann auch als der modifizierte Winkel (α*) des Referenzspannungsvektors bezeichnet werden. Der Haltewinkel (αh) 181 ist ein variabler Befehl, welcher eine Funktion des Modulationsindexes ist und welcher zwischen einem Minimalwert von 0 Grad und einer Maximalzahl von Graden liegt, welche gleich der halben Winkelausdehnung eines Sektors ist. Der Haltewinkel (αh) 181 und wie er erzeugt wird, ist in der Fachwelt gut bekannt und wird der Kürze wegen hier nicht im Detail beschrieben. Ein Beispiel wird in J. Holtz, Lotzkat und Ashwin M. Khambadkone, "On continuous control of PWM inverter in the overmodulation range including the six step mode", IEEE Transactions on Power Electronics, Band 8, S. 546–553, 1993, beschrieben, welches hier in seiner Gesamtheit als Bezug eingearbeitet ist.
  • Entsprechend zu den veröffentlichten Ausführungsformen kann die Spannungswinkel-Modifiziereinheit 204 auch einen modifizierten Spannungswinkel (αp) 205 erzeugen, basierend auf dem Haltewinkel (αh) 181 und dem aktuellen Spannungswinkel (α) 203, ohne dass eine Sektorenanzahl des Paares der ummodifizierten Spannungsbefehlssignale (Vα*, Vβ*) 178, 180 zu berechnen ist.
  • Das modifizierte Spannungsbefehl-Erzeugungsmodul 290 kann basierend auf dem modifizierten Spannungswinkel (αp) 205 ein Paar von modifizierten Spannungsbefehlssignalen (Vα**, Vβ**) 184, 186 erzeugen. Die modifizierten Spannungsbefehlssignale (Vα**, Vβ**) 184, 186 können benutzt werden, um Phasenspannungsbefehlssignale zu erzeugen, um die elektrische Mehrphasenmaschine 120 zu steuern, wenn die elektrische Mehrphasenmaschine 120 in einem Übermodulationsbereich arbeitet.
  • In einer beispielhaften Implementierung, welche in 2A dargestellt ist, beinhaltet das modifizierte Spannungsbefehl-Erzeugungsmodul 290 ein Indexsignal-Erzeugungsmodul 210, eine erste 10-Bit-Auflösung-Sinus-Lookup-Tabelle bzw. -Verweistabelle (LUT) 218, ein Phasenschiebemodul 220 und eine zweite 10-Bit-Auflösung-Sinus-Lookup-Tabelle (LUT) 228.
  • Das Indexsignal-Erzeugungsmodul 210 bearbeitet den modifizierten Spannungswinkel (αp), um ein Indexiersignal 211 zu erzeugen, welches dem modifizierten Spannungswinkel (αp) 211 entspricht.
  • 2B ist ein Blockdiagramm einer beispielhaften Implementierung des modifizierten Spannungsbefehl-Erzeugungsmoduls 290 entsprechend zu einigen der veröffentlichten Ausführungsformen.
  • In einer beispielhaften Implementierung, welche in 2B dargestellt ist, beinhaltet das Index-Signal-Erzeugungsmodul 210 ein Gain-Modul 206, ein Indexiermodul 207 und ein Integer-Wandlungsmodul 209. Das Gain-Modul 206 ist ein Gain-Block, welcher den modifizierten Spannungswinkel (αp) 205 (in Radian) empfängt und ihn mit einer Konstanten ( 1 / 2π ) multipliziert, um eine skalierte Version des modifizierten Spannungswinkels (αp) zu erzeugen. Das Indexiermodul 207 empfängt die skalierte Version des modifizierten Spannungswinkels (αp) und erzeugt/wandelt es in ein indexiertes Signal von 1024 Bits, und das Integer-Wandlermodul 209 empfängt das indexierte Signal und wandelt es in ein 32-Bit-Integer-Wert-Indexiersignal 211, welches dem modifizierten Spannungswinkel (αp) 211 entspricht.
  • Das Phasenschiebemodul 220 wendet eine Neunzig-Grad-Phasenschiebung an dem Indexiersignal 211 durch Verschiebung um 256 Bit an, um eine phasenverschobene Version des Indexiersignals 221 zu erzeugen. In einer beispielhaften Implementierung, welche in 2B dargestellt ist, kann das Phasenschiebemodul 220 implementiert werden, wobei ein 256-Bit-Verschiebemodul und ein Summiermodul verwendet werden. Das Summiermodul empfängt das 32-Bit-Integerwert-Indexiersignal 211 und summiert es mit 256 Bits, um eine phasenverschobene Version des Indexiersignals 221 zu erzeugen. Die phasenverschobene Version des Indexiersignals 221 ist identisch zu dem Indexiersignal 211, außer dass es um 90 Grad verschoben ist.
  • Die erste 10-Bit-Auflösung-Sinus-Lookup-Tabelle (LUT) 218 erzeugt das modifizierte Spannungsbefehlssignal (Vβ**) 186 basierend auf dem Indexiersignal 211. In einer beispielhaften Implementierung, welche in 2B dargestellt ist, kann die erste 10-Bit-Auflösung-Sinus-Lookup-Tabelle (LUT) 218 implementiert werden, wobei ein erster bitförmiger AND- bzw. UND-Operator-Modul 212, eine erste Sinustabelle 213 und eine modifizierte β-Achse-Spannungsbefehl-Lookup-Tabelle 216 benutzt werden. Das erste bitförmige UND-Operator-Modul 212 empfängt das Indexiersignal 211 und blendet Bits aus, so dass es nicht den Bereich der modifizierten β-Achse-Spannungsbefehl-Lookup-Tabelle 216 übersteigt. Die erste Sinustabelle 213 erzeugt ein 1024-Bit-Sinuswelle-Signal 215. Die modifizierte β-Achse-Spannungsbefehl-Lookup-Tabelle 216 empfängt das Ausgangssignal 214 des ersten bitförmigen UND-Operator-Moduls 212 und das 1024-Bit-Sinuswelle-Signal 215 und erzeugt ein modifiziertes Stationär-Referenzrahmen-β-Achse-Spannungsbefehlssignal 186.
  • Die zweite 10-Bit-Auflösung-Sinus-Lookup-Tabelle (LUT) 228 erzeugt die modifizierten Spannungsbefehlssignale (Vα**) 184 basierend auf der phasenverschobenen Version des Indexiersignals 221. In einer beispielhaften Implementierung, welche in 2B dargestellt ist, kann die 10-Bit-Auflösung-Sinus-Lookup-Tabelle (LUT) 228 implementiert werden, wobei ein zweites bitförmiges UND-Operator-Modul 222, eine zweite Sinustabelle 223 und eine modifizierte α-Achse-Spannungsbefehl-Lookup-Tabelle 226 benutzt werden. Das zweite bitförmige UND-Operatormodul 222 empfängt die phasenverschobene Version des Indexiersignals 221 und blendet Bits aus, so dass es nicht den Bereich der modifizierten α-Achse-Spannungsbefehls-Lookup-Tabelle 226 übersteigt. Die zweite Sinustabelle 223 erzeugt ein 1024-Bit-Sinuswelle-Signal 225. Die modifizierte α-Achse-Spannungsbefehl-Lookup-Tabelle 226 empfängt das Ausgangssignal 224 des zweiten bitförmigen UND-Operator-Moduls 222 und das 1024-Bit-Sinuswelle-Signal 225 und erzeugt ein modifiziertes Stationär-Referenzrahmen-α-Achse-Spannungsbefehlssignal 184.
  • Der zweite Multiplexer 234 (2A) multiplext die modifizierten Stationär-Referenzrahmen-α-Achse- und -β-Achse-Spannungsbefehlssignale (Vα**, Vβ**) 184, 186, um ein modifiziertes Stationär-Referenzrahmen-Spannungsbefehlssignal 236 zu erzeugen, welches sowohl die modifizierten α-Achse- als auch die β-Achse-Spannungsbefehlssignale beinhaltet.
  • Wieder mit Bezug auf 2A, empfängt der erste Multiplexer 250 die Stationär-Referenzrahmen-α-Achse- und -β-Achse-Spannungsbefehlssignale (Vα*, Vβ*) 178, 180 und multiplext sie, um ein unmodifiziertes Stationär-Referenzrahmen-Spannungsbefehlssignal 252 zu erzeugen, welches sowohl die unmodifizierten α-Achse- als auch die unmodifizierten β-Achse-Spannungsbefehlssignale beinhaltet.
  • Abhängig von dem Wert des Haltewinkels (αh) 181 kann das Spannungsbefehl-Auswahlmodul 253 entweder die unmodifizierten Spannungsbefehlssignale ((Vα*, Vβ*) 178, 180 oder die modifizierten Spannungsbefehlssignale (Vα**, Vβ**) 184, 186 ausgeben. In einer Implementierung beinhaltet das Auswahlmodul-Spannungsbefehl-Auswahlmodul 253 ein Null-Eingangssignal 238, ein Vergleichsglied 240 und ein Auswahlglied-Modul 260.
  • Das Vergleichsglied 240 vergleicht den Haltewinkel (αh) mit dem Null-Eingangssignal 238 (um im Wesentlichen zu bestimmen, ob das System in einem linearen Bereich oder in einem Übermodulationsbereich arbeitet) und erzeugt ein geeignetes Auswahlsignal (242) (z. B. 0 oder 1) basierend auf dem Vergleich. Um es weiter zu erklären, wenn der Haltewinkel (αh) 181 gleich null ist (d. h. wenn in dem linearen Bereich gearbeitet wird), wird das Vergleichsglied 240 ein Auswahlsignal 242 erzeugen, welches eine logische Eins (1) als Wert besitzt. Im Gegensatz dazu wird, wenn der Haltewinkel (αh) 181 größer als null ist (d. h. wenn man in einem Übermodulationsbereich arbeitet), das Vergleichsglied 240 ein Auswahlsignal 242 erzeugen, welches eine logische Null (0) als Wert besitzt.
  • Das Auswahlmodul 260 empfängt das unmodifizierte Stationär-Referenzrahmen-Spannungsbefehlssignal 252 und das modifizierte Stationär-Referenzrahmen-Spannungsbefehlssignal 236. Basierend auf dem Auswahlsignal 242 gibt das Auswahlmodul 260 entweder das unmodifizierte Stationäre-Referenzrahmen-Spannungsbefehlssignal 252 oder das modifizierte Stationäre-Referenzrahmen-Spannungsbefehlssignal 236 als ein Ausgangs-Stationär-Referenzrahmen-Spannungsbefehlssignal 270 aus.
  • Beispielsweise in einer Ausführungsform, wenn der Haltewinkel (αh) 181 gleich zu null ist, bestimmt das Vergleichsglied 240, dass das System in dem linearen Bereich arbeitet, und wird ein Auswahlsignal 242 erzeugen, welches eine logische Eins (1) als Wert besitzt, was das Auswahlmodul 260 veranlassen wird, das unmodifizierte Stationär-Referenzrahmen-Spannungsbefehlssignal 252 als das Ausgangs-Stationäre-Referenzrahmen-Spannungsbefehlssignal 270 auszuwählen und auszugeben.
  • Im Gegensatz dazu wird, wenn der Haltewinkel (αh) 181 größer als null ist (d. h. wenn in einem Übermodulationsbereich gearbeitet wird), das Vergleichsglied 240 ein Auswahlsignal 242 erzeugen, welches eine logische Null (0) als Wert besitzt, welches das Auswahlmodul 260 veranlasst, das Stationäre-Referenzrahmen-Spannungsbefehlssignal 236 als das Ausgangs-Stationäre-Referenzrahmen-Spannungsbefehlssignal 270 auszuwählen und auszugeben.
  • Das Demultiplexermodul 272 demultiplext bzw. entmultiplext das Ausgangs-Spannungsbefehlssignal 270, um entweder die Stationären-Referenzrahmen-α-Achse- und -β-Achse-Spannungsbefehlssignale (Vα*, Vβ*) 178, 180 oder modifizierte Stationär-Referenzrahmen-α-Achse- und -β-Achse-Spannungsbefehlssignale (Vα**, Vβ**) 184, 186 zu erzeugen, welche an das αβ-zu-abc-Transformationsmodul 106 ausgegeben werden.
  • 3 sind zwei Ausdrucke 310 und 320, welche die Beziehung zwischen einem aktuellen Spannungswinkel (α) und einem modifizierten Spannungswinkel (αp) entsprechend zu einigen der veröffentlichten Ausführungsformen zeigen. Der Ausdruck 310 stellt dar, dass, wenn das System 100 in dem linearen Bereich (ohne Modifikation) arbeitet, der aktuelle Spannungswinkel (α) linear ansteigt, so wie die Sektoranzahl (entlang der X-Achse) von 0 bis 6 ansteigt. Dies würde einem Betriebsszenario entsprechen, wenn in einem linearen Bereich gearbeitet wird (und wenn eine Übermodulation nicht angewendet wird), und der Übermodulationsprozessor 182 führt die Stationären-Referenzrahmen-α-Achse- und -β-Achse-Spannungsbefehlssignale (Vα*, Vβ*) 178, 180 an das αβ-zu-abc-Transformationsmodul 106, ohne sie oder den aktuellen Spannungswinkel (α) zu modifizieren.
  • Im Gegensatz dazu stellt der Ausdruck 320 dar, dass, wenn das System 100 in dem Übermodulationsbetrieb (mit Modifikation) arbeitet, der modifizierte Spannungswinkel (α) in einer nichtlinearen oder schrittweisen Art über bestimmte Betriebspunkte jedes Sektors ansteigt, so wie die Sektoranzahl (entlang der X-Achse) von 0 auf 6 zunimmt. Die Änderung ist abhängig von dem Haltewinkel (αh) 181. Dies würde einem Betriebsszenario entsprechen, wenn das System 100 in einem Übermodulationsbereich arbeitet und der Übermodulationsprozessor 182 ferner die Spannungsbefehlssignale 178, 180 bearbeitet, um den aktuellen Spannungswinkel (α) zu modifizieren und die modifizierten Stationären-Referenzrahmen-α-Achse- und -β-Achse-Spannungsbefehlssignale (Vα**, Vβ**) 184, 186 zu erzeugen, welche so optimiert sind, dass die Ausgansspannungssignale, welche durch das Wechselrichtermodul 110 erzeugt sind, durch Übermodulation erhöht werden können.
  • 4 sind zwei Ausdrucke 410, 420, welche den Fehler in dem Ausgangssignal der Sinus-Tabellen 214, 224 als eine Funktion des Winkels (in Grad) zeigen, wenn sich die Auflösung der Sinus-Tabellen 214, 224 von einer 8-Bit-Auflösung zu einer 10-Bit-Auflösung entsprechend zu einigen der veröffentlichten Ausführungsformen ändert. Dies stellt dar, dass der Fehler der Sinus-Tabellen 214, 224 sich signifikant verbessert, wenn sich die Auflösung von 8-Bits (Ausdruck 410) auf 10-Bits (Ausdruck 420) erhöht.
  • 5 zeigt eine Graphen 510 des β-Achse-Spannungsbefehlssignals (Vβ*) 178 als eine Funktion der Zeit, welches erzeugt wurde, indem eine herkömmliche Vorgehensweise benutzt wird (wenn die veröffentlichten Ausführungsformen nicht angewendet werden), und den resultierenden Einfluss auf die Aussteuersignale 520, 530, 540, welche durch das PWM-Wechselrichtermodul erzeugt wurden. Der Graph 510 zeigt das β-Achse-Spannungsbefehlssignal (Vβ*) 178 als eine Funktion der Zeit, wenn in einem Übermodulationsbereich gearbeitet wird, in welchem der Teilbereich 512 eingekreist ist, um eine Diskontinuität aufgrund der dürftigen Auflösung der Sinus-Tabellen hervorzuheben. Das β-Achse-Spannungsbefehlssignal (Vβ*) 178 wird schließlich bei dem PWM-Wechselrichtermodul benutzt, um die Aussteuerungssignale 520, 530, 540 zu erzeugen. Der Graph 520 zeigt ein Aussteuerungssignal 520 für eine Phase A als eine Funktion der Zeit. Der Graph 530 zeigt ein Aussteuerungssignal 530 für eine Phase A als eine Funktion der Zeit, wobei der Teilbereich 532 eingekreist ist, um eine Störung (oder ”Beeinträchtigung”) in dem Signal 530 hervorzuheben, welches eine Asymmetrie zwischen den ansteigenden und fallenden Flanken des Signals 540 verursacht. Die Störungen in 532, 542 und die Asymmetrie der Signale 530, 540 verursachen die falschen Phasenspannungen, welche an den Motorphasen B und C anzuwenden sind, welche umgekehrt verursachen, dass das Stromregelglied versucht, die Störungen in den Phasenspannungen zu kompensieren. Neben anderen Dingen führt dies zu einem ineffizienten Gebrauch der Spannung, welche verfügbar ist, um die Maschine zu treiben.
  • 6 zeigt einen Graphen 610 des modifizierten Stationär-Referenzrahmen-β-Achse-Spannungsbefehlssignals (Vβ**) 186 als eine Funktion der Zeit, welches erzeugt wurde, wenn die veröffentlichten Ausführungsformen angewendet werden, und den resultierenden Einfluss auf die Aussteuerungssignale 620, 630, 640, welche durch das PWM-Wechselrichtermodul erzeugt sind. Der Graph 610 zeigt das modifizierte Stationär-Referenzrahmenβ-Achse-Spannungsbefehlssignal (Vβ**) 186 als eine Funktion der Zeit, wenn in einem Übermodulationsbereich gearbeitet wird, in welchem der Teilbereich 612 eingekreist ist, um hervorzuheben, dass die Diskontinuitäten der 5 reduziert und/oder eliminiert worden sind. Die Erfinder nehmen vorweg, dass dies aufgrund der erhöhten Auflösung der Sinus-Tabellen ist. Das modifizierte Stationäre-Referenzrahmen-β-Achse-Spannungsbefehlssignal (Vβ**) 186 wird schließlich bei dem PWM-Wechselrichtermodul benutzt, um die Aussteuerungssignale 620, 630, 640 zu erzeugen. Der Graph 620 zeigt ein Aussteuerungssignal 620 für die Phase A als eine Funktion der Zeit. Der Graph 630 zeigt ein Aussteuerungssignal 630 für die Phase A als eine Funktion der Zeit, in welchem der Teilbereich 632 eingekreist ist, um hervorzuheben, dass die Störungen in dem Signal 630 reduziert und/oder eliminiert wurden und das Signal 630 weniger gestört ist. In ähnlicher Weise zeigt der Graph 640 ein Aussteuerungssignal 640 für die Phase C als eine Funktion der Zeit, in welchem der Teilbereich 642 eingekreist ist, um hervorzuheben, dass die Störungen in dem Signal 640 reduziert und/oder eliminiert worden sind und das Signal 640 weniger gestört ist. Als ein Ergebnis wird die Symmetrie zwischen den ansteigenden und fallenden Flanken des Signals 630 (innerhalb der Kreise 632, 634) und den ansteigenden und fallenden Flanken des Signals 640 (innerhalb der Kreise 642, 644) verbessert. Als ein Ergebnis können die Fehler in den Phasenspannungen, welche an den Motorphasen B und C angelegt sind, reduziert werden, und es können genauere Phasenspannungen angelegt werden. Dies verbessert den Betrieb und die Leistungsfähigkeit des Stromreglers (da dieser nicht versucht, die Störungen oder Beeinträchtigungen in den Phasenspannungen zu kompensieren) und führt dadurch zu einem mehr ineffizienten Gebrauch der Spannung, welche verfügbar ist, um die Maschine zu treiben.
  • 7 zeigt zwei Graphen 710, 720, in welchen das ausgegebene Drehmoment (in Newtonmeter) als eine Funktion des Spannungswinkels (in Grad) ausgedruckt ist. Der Graph 710 zeigt das Ausgangsdrehmoment (in Newtonmeter) als eine Funktion des Spannungswinkels (in Grad) für ein herkömmliches System. Der Graph 720 zeigt das Ausgangsdrehmoment (in Newtonmeter) als eine Funktion des Spannungswinkels (in Grad) für ein System 100, wenn der veröffentlichte Übermodulationsprozessor 182 implementiert ist, entsprechend zu einigen der veröffentlichten Ausführungsformen. Der Graph 720 stellt dar, dass sich das Ausgangsdrehmoment verbessert, wenn der veröffentlichte Übermodulationsprozessor 182 implementiert ist, speziell wenn der Spannungswinkel zunimmt.
  • 8 zeigt zwei Graphen 810, 820, bei welchen der Systemwirkungsgrad (%) als eine Funktion des Spannungswinkels (Grad) ausgedruckt ist. Der Graph 810 zeigt den Systemwirkungsgrad (%) als eine Funktion des Spannungswinkels (in Grad) für ein herkömmliches System. Der Graph 820 zeigt den Systemwirkungsgrad (%) als eine Funktion des Spannungswinkels (%) für ein System 100, wenn der veröffentlichte Übermodulationsprozessor 182 implementiert ist, entsprechend zu einigen der veröffentlichten Ausführungsformen. Der Graph 830 zeigt die Differenz im Wirkungsgrad zwischen den Graphen 820 und 830 und stellt dar, dass sich der Systemwirkungsgrad verbessert, wenn der veröffentlichte Übermodulationsprozessor 182 implementiert ist, seitdem ein größerer Prozentsatz der verfügbaren Spannung benutzt wird. Zusätzlich werden das Drehmoment und die mechanische Leistung auch verbessert.
  • Somit wurden verschiedene Ausführungsformen für das Steuern des Betriebs einer Mehrphasenmaschine in einem vektorgesteuerten Motorantriebssystem beschrieben, wenn die Mehrphasenmaschine in einem Übermodulationsbereich arbeitet. Die veröffentlichten Ausführungsformen liefern verbesserte Verfahren, Systeme und Geräte für das Erzeugen modifizierter Spannungsbefehlssignale, welche benutzt werden, wenn das System in einem Übermodulationsbereich arbeitet. Entsprechend zu den veröffentlichten Ausführungsformen werden Funktionsaufrufe benutzt, um einen aktuellen Spannungswinkel der Spannungsbefehlssignale anstatt der Lookup-Tabellen zu berechnen. Zusätzlich werden existierende trigonometrische Lookup-Tabellen mit niedriger Auflösung durch Lookup-Tabellen mit höherer Auflösung ersetzt, was eine weitere Verbesserung der trigonometrischen Berechnungen gestattet, welche benutzt werden, um die Spannungsbefehlssignale zu berechnen. Die veröffentlichten Ausführungsformen können die Berechnung der Variablen in dem zweiten Übermodulationsbereich verbessern sowie den Durchsatz erhöhen. Die veröffentlichten Ausführungsformen können Variationen/Fehler in der Phasenspannung reduzieren, welche an der Mehrphasenmaschine angelegt ist, und genauere Maschinenphasenspannungen herstellen, welche helfen können, die Leistung zu erhöhen und den Maschinenwirkungsgrad zu erhöhen und den Gebrauch der DC-Spannungsquelle zu verbessern. Indem genauere Phasenspannungen bereitgestellt werden, kann der Phasenstrom in richtiger Weise geregelt werden, so dass dadurch die Strom-/Drehmomentoszillation geregelt wird. Die veröffentlichten Ausführungsformen können bestehende Stromsysteme durch signifikantes Verbessern der Genauigkeit der Aussteuerungsberechnung (aufgrund von genauerer Berechnung der korrekten Stationären-Referenzrahmen-α-Achse- und -β-Achse-Spannungsbefehlssignale (Vα*, Vβ*) 178, 180) und die Qualität der Stromregelung durch Erhöhen der Stromregelungsrobustheit verbessern, wenn in einem Übermodulation-II-Bereich gearbeitet wird. Die veröffentlichten Ausführungsformen können auch den Spannungsbereich ausdehnen, über welchen der Wechselrichter sicher in die Übermodulation und den Sechsstufenmodus in dem Feldschwächungsbereich eintreten kann.
  • Fachleute werden ferner würdigen, dass die verschiedenen dargestellten logischen Blöcke, Module, Schaltungen und Algorithmenschritte, welche hier in Verbindung mit den veröffentlichen Ausführungsformen beschrieben werden, als elektronische Hardware, Computersoftware oder eine Kombination von beiden implementiert werden können. Einige der Ausführungsformen und Implementierungen werden oben in Termen der funktionellen und/oder logischen Blockkomponenten (oder Module) und verschiedenen Verarbeitungsschritten beschrieben. Es sollte jedoch gewürdigt werden, dass derartige Blockkomponenten (oder Module) durch eine beliebige Anzahl von Hardware-, Software- und/oder Firmware-Komponenten realisiert werden kann, welche so konfiguriert sind, um die spezifizierten Funktionen durchzuführen.
  • Um diese Auswechselbarkeit der Hardware und Software klar darzustellen, wurden verschiedene erläuternde Komponenten, Blöcke, Module, Schaltungen und Schritte oben im Allgemeinen in Termen ihrer Funktionalität beschrieben. Ob eine derartige Funktionalität als Hardware oder Software implementiert wird, hängt von der speziellen Anwendung und den Gestaltungsgrenzen ab, welche im Gesamtsystem vorliegen. Fachleute können die beschriebene Funktionalität auf verschiedene Weise für jede spezielle Anwendung implementieren, jedoch sollten derartige Implementier-Entscheidungen nicht interpretiert werden, um eine Abweichung vom Umfang der vorliegenden Erfindung auszu-lösen. Beispielsweise kann eine Ausführungsform oder ein System oder eine Komponente verschiedene integrierte Schaltungskomponenten anwenden, z. B. Speicherelemente, Digital-signal-Verarbeitungselemente, logische Elemente, Look-up-Tabellen oder Ähnliches, welche eine Vielzahl von Funktionen unter der Steuerung eines oder mehrerer Mikroprozessoren oder anderer Steuereinrichtungen ausführen können. Zusätzlich werden Fachleute würdigen, dass hier beschriebene Ausführungsformen nur beispielhafte Implementierungen sind.
  • Die verschiedenen erläuternden logischen Blöcke, Module und Schaltungen, welche in Verbindung mit den hier veröffentlichten Ausführungsformen beschrieben sind, können hier implementiert oder mit einem Prozessor für allgemeine Zwecke, einem Digitalsignalprozessor (DSP), einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC), einem feldprogrammierbaren Gate Array (FPGA) oder einer anderen programmierbaren logischen Einrichtung, diskreter Gate- oder Transistorlogik, diskreten Hardware-Komponenten oder irgendeiner Kombination davon durchgeführt werden, welche gestaltet ist, um die Funktionen, welche hier beschrieben sind, durchzuführen. Ein Prozessor für einen allgemeinen Zweck kann ein Mikroprozessor sein, aber als Alternative kann der Prozessor irgendein herkömmlicher Prozessor, ein Steuerglied, ein Mikrosteuerglied oder eine Zustandsmaschine sein. Ein Prozessor kann auch als eine Kombination von Rechnereinheiten implementiert werden, z. B. eine Kombination von einem DSP und einem Mikroprozessor, eine Vielzahl von Mikroprozessoren, einer oder mehrere Mikroprozessoren in Verbindung mit einem DSP-Kern oder irgendeine andere derartige Konfiguration.
  • Die Schrittes eines Verfahrens oder eines Algorithmus, welche in Verbindung mit den hier veröffentlichten Ausführungsformen beschrieben sind, können direkt in Hardware, in einem Software-Modul, welcher durch einen Prozessor ausgeführt wird, oder in einer Kombination von den beiden eingebettet sein. Ein Software-Modul kann in einem RAM-Speicher, einem Flash-Speicher, einem ROM-Speicher, einem EPROM-Speicher, einem EEPROM-Speicher, Registern, einer Festplatte, einer entfernbaren Platte, einer CD-ROM oder in irgendeiner anderen Form von Speichermedium, welches in der Fachwelt bekannt ist, angesiedelt sein. Ein beispielhaftes Speichermedium ist an den Prozessor gekoppelt, so dass der Prozessor die Information von dem Speichermedium lesen kann und die Information auf dieses schreiben kann. Alternativ kann das Speichermedium integral mit dem Prozessor sein. Der Prozessor und das Speichermedium können in einem ASIC angesiedelt sein. Der ASIC kann in einem Benutzerterminal angesiedelt sein. Alternativ können der Prozessor und das Speichermedium als diskrete Komponenten in einem Benutzerterminal angesiedelt sein.
  • In diesem Dokument können Vergleichsterme, wie z. B. erster und zweiter und Ähnliches, nur benutzt werden, um eine Einheit oder Aktion von einer anderen Einheit oder Aktion zu unterscheiden, ohne dabei notwendigerweise irgendeine aktuelle derartige Beziehung oder Reihenfolge zwischen derartigen Einheiten oder Aktionen zu erfordern oder zu beinhalten. Numerische Ordnungszahlen, wie z. B. ”erster”, ”zweiter”, ”dritter” etc., bezeichnen einfach unterschiedliche Einzelelemente einer Vielfalt und beinhalten keinerlei Reihenfolge oder Folge, es sei denn, dies wird speziell durch die Sprache der Ansprüche definiert. Die Reihenfolge oder der Text in irgendeinem der Ansprüche beinhaltet nicht, dass Prozessschritte in einer zeitlichen oder logischen Reihenfolge entsprechend einer derartigen Folge durchgeführt werden müssen, es sei denn, dies wird speziell durch die Sprache des Anspruchs definiert. Die Prozessschritte können in irgendeiner Reihenfolge untereinander ausgetauscht werden, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen, solange wie ein derartiges Austauschen nicht im Gegensatz zu der Sprache des Anspruchs steht und nicht logischerweise keinen Sinn ergibt.
  • Außerdem beinhalten Wörter, abhängig vom Kontext, wie z. B. ”verbinden” oder ”gekoppelt an”, welche für das Beschreiben einer Beziehung zwischen unterschiedlichen Elementen benutzt werden, nicht, dass eine direkte physikalische Verbindung zwischen diesen Elementen hergestellt werden muss. Beispielsweise können zwei Elemente miteinander physikalisch, elektronisch, logisch oder in irgendeiner anderen Weise durch eines oder mehrere zusätzliche Elemente verbunden sein.
  • Während wenigstens eine beispielhafte Ausführungsform in der vorausgegangenen detaillierten Beschreibung präsentiert wurde, sollte gewürdigt werden, dass eine große Anzahl von Variationen existiert. Es sollte gewürdigt werden, dass die beispielhafte Ausführungsform oder Ausführungsformen, nur Beispiele sind und sie sollen nicht den Umfang, die Anwendbarkeit oder die Konfiguration der Erfindung in irgendeiner Weise eingrenzen. Vielmehr wird die vorausgegangene detaillierte Beschreibung Fachleuten eine bequeme Anleitung für das Implementieren der beispielhaften Ausführungsform oder der beispielhaften Ausführungsformen liefern. Es sollte davon ausgegangen werden, dass verschiedene Änderungen in der Funktion und in der Anordnung der Elemente durchgeführt werden können, ohne vom Umfang der Erfindung, wie er in den Ansprüchen und den rechtlichen Äquivalenten davon dargelegt ist, abzuweichen.
  • WEITERE AUSFÜHRUNGSFORMEN
    • 1. Übermodulationsverfahren für das Steuern einer elektrischen Maschine, welche in einem Übermodulationsbereich arbeitet, wobei das Verfahren aufweist: Empfangen unmodifizierter Spannungsbefehlssignale; Erzeugen eines modifizierten Spannungswinkels, ohne eine Sektoranzahl der unmodifizierten Spannungsbefehlssignale zu berechnen; und Erzeugen, basierend auf dem modifizierten Spannungswinkel, modifizierter Spannungsbefehlssignale, wenn die elektrische Maschine in dem Übermodulationsbereich arbeitet.
    • 2. Verfahren nach Ausführungsform 1, wobei der Schritt des Erzeugens eines modifizierten Spannungswinkels aufweist: Erzeugen eines modifizierten Spannungswinkels, basierend auf einem Haltewinkel und einem aktuellen Spannungswinkel der unmodifizierten Spannungsbefehlssignale, ohne eine Sektoranzahl der unmodifizierten Spannungsbefehlssignale zu berechnen.
    • 3. Verfahren nach Ausführungsform 2, welches aufweist: Erzeugen eines aktuellen Spannungswinkels durch Berechnen eines Arcustangens des Verhältnisses der unmodifizierten Spannungsbefehlssignale.
    • 4. Verfahren nach Ausführungsform 3, wobei der Schritt des Erzeugens des modifizierten Spannungswinkels aufweist: Berechnen einer Gleichung:
      Figure 00400001
      wobei αp der modifizierte Spannungswinkel ist, wobei αh der Haltewinkel ist, wobei α der aktuelle Spannungswinkel der unmodifizierten Spannungsbefehlssignale ist und wobei n eine Anzahl von Phasen der elektrischen Maschine ist.
    • 5. Verfahren nach Ausführungsform 1, welches ferner aufweist: Erzeugen entweder eines ersten Auswahlsignals oder eines zweiten Auswahlsignals, um entweder die unmodifizierten Spannungsbefehlssignale oder die modifizierten Spannungsbefehlssignale auszuwählen; und Ausgeben der unmodifizierten Spannungsbefehlssignale in Antwort auf das erste Auswahlsignal, welches erzeugt ist, wenn der Haltewinkel einen Wert anders als null besitzt, und die elektrische Maschine in dem linearen Bereich arbeitet; oder Ausgeben modifizierter Spannungsbefehlssignale in Antwort auf das zweite Auswahlsignal, welches erzeugt wird, wenn der Haltewinkel einen Wert von null besitzt und die elektrische Maschine in dem Übermodulationsbereich arbeitet.
    • 6. Verfahren nach Ausführungsform 1, wobei die Spannungsbefehlssignale aufweisen: Stationär-Referenzrahmen-α-Achse- und -β-Achse-Spannungsbefehlssignale, und wobei die modifizierten Spannungsbefehlssignale aufweisen: modifizierte Stationär-Referenzrahmen-α-Achse und -β-Achse-Spannungsbefehlssignale.
    • 7. Übermodulationsprozessor, welcher konfiguriert ist, modifizierte Spannungsbefehlssignale zu erzeugen, um eine elektrische Maschine zu steuern, wenn die elektrische Maschine in einem Übermodulationsbereich arbeitet, wobei der Übermodulationsprozessor aufweist: ein Spannungswinkel-Berechnungs-Funktionsmodul, welches konfiguriert ist, ein Paar von unmodifizierten Spannungsbefehlssignalen zu empfangen und einen Arcustangens eines Verhältnisses des Paares der unmodifizierten Spannungsbefehlssignale zu berechnen, um einen aktuellen Spannungswinkel zu erzeugen; eine Spannungswinkel-Modifiziereinheit, welche konfiguriert ist, einen modifizierten Spannungswinkel basierend auf einem Haltewinkel und dem aktuellen Spannungswinkel zu erzeugen, ohne eine Sektoranzahl des Paares der unmodifizierten Spannungsbefehlssignale zu berechnen; und ein modifiziertes Spannungsbefehl-Erzeugungsmodul, welches konfiguriert ist, basierend auf dem modifizierten Spannungswinkel ein Paar von modifizierten Spannungsbefehlssignalen zu erzeugen.
    • 8. Übermodulationsprozessor nach Ausführungsform 7, wobei die Spannungswinkel-Modifiziereinheit konfiguriert ist, um eine Gleichung zu berechnen:
      Figure 00420001
      um den modifizierten Spannungswinkel zu erzeugen, wobei αp der modifizierte Spannungswinkel ist, wobei αh der Haltewinkel ist, wobei α der aktuelle Spanungswinkel des Paares der unmodifizierten Spannungsbefehlssignale ist und wobei n eine Anzahl von Phasen der elektrischen Maschine ist.
    • 9. Übermodulationsprozessor nach Ausführungsform 7, wobei das Paar der modifizierten Spannungsbefehlssignale erzeugt wird, wenn der Haltewinkel einen Wert von null besitzt, welcher anzeigt, dass die elektrische Maschine in dem Übermodulationsbereich arbeitet.
    • 10. Übermodulationsprozessor nach Ausführungsform 7, wobei das Paar der modifizierten Spannungsbefehlssignale aufweist: modifizierte Stationär-Referenzrahmen-α-Achse- und -β-Achse-Spannungsbefehlssignale.
    • 11. Vektorgesteuertes Motorantriebssystem zum Steuern einer elektrischen Maschine, welches aufweist: einen Übermodulationsprozessor, welcher konfiguriert ist, unmodifizierte Spannungsbefehlssignale und einen Haltewinkel zu empfangen, um einen modifizierten Spannungswinkel zu erzeugen, ohne eine Sektoranzahl der unmodifizierten Spannungsbefehlssignale zu berechnen, und um modifizierte Spannungsbefehlssignale zu erzeugen, basierend auf dem modifizierten Spannungswinkel; und ein Spannungsbefehl-Auswahlmodul, welches konfiguriert ist, abhängig von dem Wert des Haltewinkels entweder die unmodifizierten Spannungsbefehlssignale oder die modifizierten Spannungsbefehlssignale auszugeben.
    • 12. System nach Ausführungsform 11, wobei der modifizierte Spannungswinkel basierend auf dem Haltewinkel und einem aktuellen Spannungswinkel der unmodifizierten Spannungsbefehlssignale erzeugt wird, ohne eine Sektoranzahl der unmodifizierten Spannungsbefehlssignale zu berechnen.
    • 13. System nach Ausführungsform 12, wobei der Übermodulationsprozessor aufweist: ein Spannungsbefehl-Modifiziermodul (VCMM), welches aufweist: eine Spannungswinkel-Berechnungsfunktion, welche konfiguriert ist, einen Arcustangens des Verhältnisses der unmodifizierten Spannungsbefehlssignale zu berechnen, um einen aktuellen Spannungswinkel zu erzeugen; und eine Spannungswinkel-Modifiziereinheit, welche konfiguriert ist, einen modifizierten Spannungswinkel basierend auf dem aktuellen Spannungswinkel und dem Haltewinkel zu erzeugen.
    • 14. System nach Ausführungsform 13, wobei die Spannungswinkel-Modifiziereinheit konfiguriert ist, um den modifizierten Spannungswinkel basierend auf dem Haltewinkel und einem aktuellen Spannungswinkel durch Berechnen einer Gleichung zu erzeugen:
      Figure 00440001
      wobei αp der modifizierte Spannungswinkel ist, wobei αh der Haltewinkel ist, wobei α der aktuelle Spannungswinkel der unmodifizierten Spannungsbefehlssignale ist, und wobei n eine Anzahl von Phasen der elektrischen Maschine ist.
    • 15. System nach Ausführungsform 14, wobei die modifizierten Spannungsbefehlssignale aufweisen: ein modifiziertes α-Achse-Spannungsbefehlssignal und ein modifiziertes β-Achse-Spannungsbefehlssignal, und wobei das Spannungsbefehl-Modifiziermodul (VCMM) des Übermodulationsprozessors ferner aufweist: ein modifiziertes Spannungsbefehl-Erzeugungsmodul, welches aufweist: ein Indexsignal-Erzeugungsmodul, welches konfiguriert ist, den modifizierten Spannungswinkel zu bearbeiten, um ein Indexsignal zu erzeugen, welches dem modifizierten Spannungswinkel entspricht; ein Phasenschiebemodul, welches konfiguriert ist, eine Neunzig-Grad-Phasenschiebung an dem Indexsignal anzuwenden, um eine phasenverschobene Version des Indexsignals zu erzeugen; eine erste 10-Bit-Auflösung-Sinus-Lookup- bzw. Verweistabelle (LUT), welche konfiguriert ist, eines von den modifizierten Spannungsbefehlssignalen, basierend auf dem Indexiersignal, zu erzeugen; und eine zweite 10-Bit-Auflösung-Sinus-Lookup-Tabelle (LUT), welche konfiguriert ist, ein anderes der modifizierten Spannungsbefehlssignale, basierend auf der phasenverschobenen Version des Indexiersignals, zu erzeugen.
    • 16. System nach Ausführungsform 11, wobei das Spannungsbefehl-Auswahlmodul konfiguriert ist, abhängig auf einem Wert des Haltewinkels entweder die unmodifizierten Spannungsbefehlssignale oder die modifizierten Spannungsbefehlssignale auszuwählen, und, basierend auf der Auswahl konfiguriert ist, um entweder auszugeben: die unmodifizierten Spannungsbefehlssignale, wenn der Haltewinkel einen Wert anders als null besitzt und das System in einem linearen Bereich arbeitet, oder die modifizierten Spannungsbefehlssignale, wenn der Haltewinkel einen Wert von null besitzt und das System in dem Übermodulationsbereich arbeitet.
    • 17. System nach Ausführungsform 12, wobei die Spannungsbefehlssignale aufweisen: Stationäre-Referenzrahmen-α-Achse- und -β-Achse-Spannungsbefehlssignale, und wobei die modifizierten Spannungsbefehlssignale aufweisen: modifizierte Stationäre-Referenzrahmen-α-Achse- und -β-Achse-Spannungsbefehlssignale.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • J. Holtz, Lotzkat und Ashwin M. Khambadkone, ”On continuous control of PWM inverter in the overmodulation range including the six step mode”, IEEE Transactions on Power Electronics, Band 8, S. 546–553, 1993 [0065]

Claims (10)

  1. Übermodulationsverfahren für das Steuern einer elektrischen Maschine, welche in einem Übermodulationsbereich arbeitet, wobei das Verfahren aufweist: Empfangen unmodifizierter Spannungsbefehlssignale; Erzeugen eines modifizierten Spannungswinkels, ohne eine Sektoranzahl der unmodifizierten Spannungsbefehlssignale zu berechnen; und Erzeugen, basierend auf dem modifizierten Spannungswinkel, modifizierter Spannungsbefehlssignale, wenn die elektrische Maschine in dem Übermodulationsbereich arbeitet.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Erzeugens eines modifizierten Spannungswinkels aufweist: Erzeugen eines modifizierten Spannungswinkels, basierend auf einem Haltewinkel und einem aktuellen Spannungswinkel der unmodifizierten Spannungsbefehlssignale, ohne eine Sektoranzahl der unmodifizierten Spannungsbefehlssignale zu berechnen.
  3. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, welches aufweist: Erzeugen eines aktuellen Spannungswinkels durch Berechnen eines Arcustangens des Verhältnisses der unmodifizierten Spannungsbefehlssignale.
  4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Schritt des Erzeugens des modifizierten Spannungswinkels aufweist: Berechnen einer Gleichung:
    Figure 00470001
    wobei αp der modifizierte Spannungswinkel ist, wobei αh der Haltewinkel ist, wobei α der aktuelle Spannungswinkel der unmodifizierten Spannungsbefehlssignale ist und wobei n eine Anzahl von Phasen der elektrischen Maschine ist.
  5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, welches ferner aufweist: Erzeugen entweder eines ersten Auswahlsignals oder eines zweiten Auswahlsignals, um entweder die unmodifizierten Spannungsbefehlssignale oder die modifizierten Spannungsbefehlssignale auszuwählen; und Ausgeben der unmodifizierten Spannungsbefehlssignale in Antwort auf das erste Auswahlsignal, welches erzeugt ist, wenn der Haltewinkel einen Wert anders als null besitzt, und die elektrische Maschine in dem linearen Bereich arbeitet; oder Ausgeben modifizierter Spannungsbefehlssignale in Antwort auf das zweite Auswahlsignal, welches erzeugt wird, wenn der Haltewinkel einen Wert von null besitzt und die elektrische Maschine in dem Übermodulationsbereich arbeitet.
  6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Spannungsbefehlssignale aufweisen: Stationär-Referenzrahmen-α-Achse- und -β-Achse-Spannungsbefehlssignale, und wobei die modifizierten Spannungsbefehlssignale aufweisen: modifizierte Stationär-Referenzrahmen-α-Achse und -β-Achse-Spannungsbefehlssignale.
  7. Übermodulationsprozessor, welcher konfiguriert ist, modifizierte Spannungsbefehlssignale zu erzeugen, um eine elektrische Maschine zu steuern, wenn die elektrische Maschine in einem Übermodulationsbereich arbeitet, wobei der Übermodulationsprozessor aufweist: ein Spannungswinkel-Berechnungs-Funktionsmodul, welches konfiguriert ist, ein Paar von unmodifizierten Spannungsbefehlssignalen zu empfangen und einen Arcustangens eines Verhältnisses des Paares der unmodifizierten Spannungsbefehlssignale zu berechnen, um einen aktuellen Spannungswinkel zu erzeugen; eine Spannungswinkel-Modifiziereinheit, welche konfiguriert ist, einen modifizierten Spannungswinkel basierend auf einem Haltewinkel und dem aktuellen Spannungswinkel zu erzeugen, ohne eine Sektoranzahl des Paares der unmodifizierten Spannungsbefehlssignale zu berechnen; und ein modifiziertes Spannungsbefehl-Erzeugungsmodul, welches konfiguriert ist, basierend auf dem modifizierten Spannungswinkel ein Paar von modifizierten Spannungsbefehlssignalen zu erzeugen.
  8. Übermodulationsprozessor nach Anspruch 7, wobei die Spannungswinkel-Modifiziereinheit konfiguriert ist, um eine Gleichung zu berechnen:
    Figure 00480001
    um den modifizierten Spannungswinkel zu erzeugen, wobei αp der modifizierte Spannungswinkel ist, wobei αh der Haltewinkel ist, wobei α der aktuelle Spanungswinkel des Paares der unmodifizierten Spannungsbefehlssignale ist und wobei n eine Anzahl von Phasen der elektrischen Maschine ist.
  9. Übermodulationsprozessor nach Anspruch 7 oder 8, wobei das Paar der modifizierten Spannungsbefehlssignale erzeugt wird, wenn der Haltewinkel einen Wert von null besitzt, welcher anzeigt, dass die elektrische Maschine in dem Übermodulationsbereich arbeitet.
  10. Übermodulationsprozessor nach einem der Ansprüche 7–9, wobei das Paar der modifizierten Spannungsbefehlssignale aufweist: modifizierte Stationär-Referenzrahmen-α-Achse- und -β-Achse-Spannungsbefehlssignale.
DE102012221476A 2011-12-28 2012-11-23 Verfahren, systeme und geräte zum steuern des betriebs einer elektrischen maschine in einem übermodulationsbereich Withdrawn DE102012221476A1 (de)

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